《2025年5年中考3年模拟物理湖南专版》

11. (2024衡阳一模)图甲是某品牌家用电热壶，图乙是其简化电路图。电热壶的铭牌信息如表。某次将0.5kg茶水温度升高66℃用时2.5min。[c茶水取4.2×10³J/(kg·℃)]求：
(1)电热壶处于加热挡时电路中的电流；
(2)R2的阻值；
(3)电热壶此次加热茶水的效率。

答案： 11.答案
(1)5A
(2)506Ω
(3)84%
解析
(1)由$P = UI$得，电热壶处于加热挡时电路中的电流$I=\frac{P}{U}=\frac{1100W}{220V}= 5A$。
(2)由图乙得，当开关接a时，两电阻串联，电路中电阻最大，由$P=\frac{U^2}{R}$得，此时电功率最小，为保温挡，电路总电阻$R=\frac{U^2}{P_{保温}}=\frac{(220V)^2}{88W}= 550Ω$，当开关接b时，$R_1$独自工作，电路中电阻最小，由$P=\frac{U^2}{R}$得，此时电功率最大，为加热挡，$R_1$阻值$R_1=\frac{U^2}{P_{加热}}=\frac{(220V)^2}{1100W}= 44Ω$，$R_2 = R - R_1 = 550Ω - 44Ω = 506Ω$。
(3)由$P=\frac{W}{t}$得，电热壶此次加热茶水消耗的电能$W = P_{加热}t = 1100W×2.5×60s = 1.65×10^5J$，茶水吸收的热量$Q_{吸} = cmΔt = 4.2×10^3J/(kg·℃)×0.5kg×66℃ = 1.386×10^5J$，电热壶此次加热茶水的效率$η=\frac{Q_{吸}}{W}=\frac{1.386×10^5J}{1.65×10^5J}= 84\%$。

12. (2024株洲一模)如图甲所示，电源电压可调，滑动变阻器R标有“1A”字样，电流表量程为0~3A，小灯泡L1、L2的额定电压均为6V，其电流与电压的关系如图乙所示。只闭合开关S1，滑动变阻器滑片P移至中点时，小灯泡正常发光，此时滑动变阻器的功率为3.2W。
(1)求L2正常发光时的电阻；
(2)求此时的电源电压和滑动变阻器的最大电阻；
(3)若滑片的移动范围为2Ω至最大阻值处，只闭合开关S3，移动滑片P且同时调节电源电压，使其中一个小灯泡正常发光，各元件均安全工作，求电路总电功率的变化范围。

答案： 12.答案
(1)7.5Ω
(2)10V 10Ω
(3)7.68W~12.8W
解析
(1)$L_2$的额定电压为6V，由图乙可知，$L_2$正常发光时通过$L_2$的电流$I_2 = 0.8A$，则$L_2$正常发光时的电阻$R_2=\frac{U_2}{I_2}=\frac{6V}{0.8A}= 7.5Ω$；
(2)只闭合开关$S_1$时，$L_2$与滑动变阻器串联，滑片P移至中点时，$L_2$正常发光，则$I = I_2 = 0.8A$，滑动变阻器两端的电压$U_{滑}=\frac{P_{滑}}{I}=\frac{3.2W}{0.8A}= 4V$，电源电压$U = U_2 + U_{滑} = 6V + 4V = 10V$，滑动变阻器最大电阻$R = 2×\frac{U_{滑}}{I}= 2×\frac{4V}{0.8A}= 10Ω$；
(3)只闭合开关$S_3$时，$L_1$、$L_2$与滑动变阻器串联，因为$L_1$的额定电流大于$L_2$的额定电流，所以$L_2$正常发光，由图乙可知此时$L_1$两端电压$U_1 = 2V$。当变阻器阻值最小$R_{滑}' = 2Ω$时，电源电压最小值$U_{小} = U_1 + U_2 + IR_{滑}' = 2V + 6V + 0.8A×2Ω = 9.6V$，电路总功率最小值$P_{小} = U_{小}I = 9.6V×0.8A = 7.68W$，当变阻器阻值最大$R_{滑} = 10Ω$时，电源电压最大值$U_{大} = U_1 + U_2 + IR_{滑} = 2V + 6V + 0.8A×10Ω = 16V$，电路总功率最大值$P_{大} = U_{大}I = 16V×0.8A = 12.8W$，则电路总电功率的变化范围为7.68W~12.8W。